高天偉：九機並聯、發射工位試車，這次實驗為啥是“終極大考”？

【文/觀察者網專欄作者 高天偉】

2025年6月20日中午，藍箭航天在東風商業航天創新試驗區液氧甲烷發射工位，成功實施了朱雀三號運載火箭一子級動力系統試車。試驗中，火箭一子級被固定在試車台，參考真實飛行任務準備流程，點燃全部9台發動機進行了持續40餘秒的測試，最大推力接近800噸。這是我國：

•截至目前推力最大的液體火箭試車；

•首次成功進行多台（7台以上）發動機並聯試車；

•首次完成新一代可複用火箭完整一子級點火試驗；

•首次在發射工位進行商業火箭試車。

這次試驗，堪稱我國可複用火箭首飛前的“終極大考”，是可重複使用火箭從概念到實現，從“能不能想”到“能不能飛”乃至後續“能不能用”過程中的關鍵節點。它檢驗了火箭、發射工位以及相關配套設施的技術狀態，考察了相關監督、管理和執行機制的有效性，是我國新一代可重複使用火箭迄今最接近真實飛行的綜合測試，為商業航天安全健康發展驗證了一系列經濟高效的新舉措。

掰開看，這次試驗還有兩大看點：一是9機並聯、二是發射工位試車，今天我們簡單探討。

多台發動機並聯：火箭回收不可或缺的技術

早在人類航天萌芽的上世紀5、60年代，科學家就已經發現，液體燃料運載火箭的發動機和箭體構成了任務的絕大多數成本，因此火箭複用（哪怕部分複用）可以顯著節省開支。

自那時起，各國陸續開展相關探索，併產出了包括航天飛機在內的成果，但一直沒有達到理想狀態。直到2015年，美國SpaceX終於在獵鷹9號火箭上完成火箭一子級複用的工程實踐。獵鷹9號一子級外觀上的最大特點，除了配備可收放着陸支腿以外，便是採用了9台發動機並聯的設計。這是火箭精準着陸的要求。

返回着陸的獵鷹9號火箭一子級。

3個並排放置的獵鷹9號一子級，可以看出多機並聯的經典結構。

一枚可複用火箭，起飛時裝滿燃料和載荷，需要巨大推力方能離開地面；而當一子級返回大地、即將輕柔着陸時，二級和載荷早已分離，內部燃料也所剩無幾，全箭重量甚至不及出發時的10%。顯然，火箭需要大範圍調節推力才能滿足兩種截然不同的需求，但單台火箭發動機推力一般只能降低不到50%，遠不能滿足要求，這就需要多台發動機（7台以上）並聯安裝在一子級當中的設計 - 起飛時，所有發動機一同工作，幫助火箭升空；着陸時，只啓動少數甚至單台發動機，從而儘可能減小推力，實現精準控制。

全世界現役和在研可重複使用火箭，無論採用哪種着陸方式- 支腿、“筷子夾”、繩網捕捉、海上濺落，基本都採用了多機並聯設計。我國的長征10號、長征12號A/B、朱雀三號、天龍三號等型號也包括在內。

動力系統試車：火箭首飛前的“終極大考”

多機並聯雖然有利於火箭複用，但其發動機密集的設計，也給研發帶來了巨大挑戰，力學、熱學、電磁學等諸多學科互相影響、牽一髮而動全身。設計不當，輕則影響火箭性能，重則任務失敗。截至目前，只有美國完成過多機並聯的飛行驗證。其它國家當中，我國研發進度處於前列。

多機並聯設計是否成功，需要通過實際檢驗。為了控制風險與成本，國際通行做法是在真實飛行之前，進行火箭動力系統地面試車- 將火箭整個子級固定在試車台上，模擬真實飛行任務，加註燃料，點燃發動機並進行噴管擺動、推力調節等測試，以獲取驗證數據。

進行動力系統試車的美國星艦火箭

試驗中，發動機、增壓輸送、伺服、結構、電氣、控制、遙測等火箭主要系統全部工作或接受考察；火箭經受力傳遞、震動、高温、低温、高壓、電磁等環境考驗。動力系統試車是最接近真實飛行的檢驗，是火箭首飛前最關鍵、最全面、最具挑戰性的考核。

那麼，動力系統試車怎樣實施？

從試車台試驗到發射台試驗，我國跑通了安全、高效、經濟的動力系統試車新路徑

我國航天發展早期，曾經在發射工位進行過火箭動力系統試車，但此後絕大多數情況下相關試驗都在專門的試車台進行。近年來隨着商業航天發展，這種做法出現了一些不便。

一是我國現有試車台特別是成熟完善的試車台多屬國有，優先保障國家重大航天任務，對商業航天試驗排期限制較多；

二是安全隱患。我國航天產業發達的中東部地區，已經很難尋找遠離人煙的場址。在人口密集區域開展規模宏大的動力系統試車，存在爆炸破壞和噪音干擾等風險。事實上，我國確實發生過動力系統試車箭意外飛離試車台的事件，嚴重威脅到了周邊人民生命和財產安全。

三是成本較高。能夠開展動力系統試驗的大型試車台，建設費用動輒高達億元，且功能比較單一，項目性價比往往不夠理想。

我國一處專用試車台。

在航天發射場的發射工位進行動力系統試車，可以很好解決以上問題，這也是SpaceX、藍色起源等國外頭部企業的做法。

一、我國新興商業航天企業基本都計劃或已經建成自有發射工位，試驗排期靈活，甚至火箭試車後可以就地轉入飛行準備，節約大量時間和成本；

二、航天發射場在選址時已經考慮安全問題，並且建立有嚴格的任務審核機制。試車即便出現極端情況，也不會波及無關；

三、發射工位和試車台的配套設備高度通用，少量適配改造即滿足試車要求，無需重複建設，成本遠低於新建試車台，而試車反過來也可以檢驗發射場對飛行任務的準備情況，一舉兩得。

藍箭航天這次任務，不只是檢驗了火箭首飛準備情況，還從技術上證明了發射工位試車的可行性，同時跑通了相關監管和實施流程，進一步增強了國家安全健康發展商業航天的信心；其成果能夠被全行業所借鑑，有力促進我國商業航天高效迭代演進。

在發射台兼試車台上的朱雀三號火箭。

以密集動力系統試車為標誌，我國即將開啓火箭複用新紀元

本次試驗成功後，藍箭航天計劃今年內實施朱雀三號首飛，且首飛即嘗試回收一子級。朱雀三號全長76米，直徑4.5米，最大載荷超過20噸，是我國目前運力最大的商業火箭之一。

除了朱雀三號以外，今年我國還有多款中大型火箭已經或計劃開展動力試車，乃至首飛。

中科宇航的力箭二號火箭，6月11日在廣東從化成功實施了單個一子級的系統試車。與經典多機並聯設計不同，力箭二號採用了每個一子級包絡3台發動機、將3個一子級捆綁使用的方案，其設計相對簡單，有利於較快形成運力，爭取市場先機，但其構型回收的挑戰較多，可能短期內不會嘗試複用。後續，力箭二號或也將前往發射場開展試驗。項目瞄準今年秋天首飛，首飛即搭載配套中國空間站的輕舟低成本貨運飛船開展驗證飛行。力箭二號全長52米，芯級直徑3.35米，設計最大載荷12噸。  

力箭二號單個一子級試車和全箭模擬圖

天兵科技的天龍三號火箭也已經抵達山東海陽東方航天港，即將在HOS-1號海上試驗平台開展動力系統試車。天龍三號全長72米，直徑3.8米，一子級9台發動機並聯，運力與朱雀三號相當。天龍三號其實是我國最早開展一子級動力系統試車的可回收火箭，2024年6月30日即在河南鞏義天兵科技自建試車台進行了首次嘗試，但以點火後意外飛離試車台墜毀而告終。這次事件也給全行業敲響了安全生產警鐘。經過一年整改準備，天兵科技將再次向夢想發起衝擊。如果一切順利，天龍三號仍有可能成為我國首款開展飛行試驗的可回收火箭。

天龍三號

特別值得一提的是，我國用於載人登月的長征十號火箭，也計劃於近期在發射場實施一子級動力系統試車。長征十號採用了一子級並聯7台發動機、3個一子級捆綁使用的設計方案，全長92.5米，芯級直徑5米，最大載荷高達70噸，將一舉把我國單枚火箭運力提高近200%！

除了上述型號以外，長征十二號A/B、星河動力智神星一號等中大型火箭，也瞄準年內開展動力系統試車和首飛。

密集試車，標誌着我國新型火箭特別是新一代可回收火箭進入了首飛前的衝刺。如果一切順利，未來一年內，我國將出現數款性能有望比肩美國獵鷹9號的大運力可複用火箭，將有力支撐大型互聯網星座等空間基礎設施建設，乃至載人登月等國家重大項目。

我國可複用火箭不再是遠方願景，而是我們即將觸摸的時代。

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